大跨度鋼結(jié)構(gòu)張弦梁的駐廠監(jiān)造

【摘 要】 隨著我國建筑業(yè)的迅猛發(fā)展，越來越多的鋼結(jié)構(gòu)工程不斷涌現(xiàn)。如何面對和做好這些大跨度、大體量、構(gòu)造復(fù)雜、造型新穎奇特的鋼結(jié)構(gòu)工程，結(jié)合監(jiān)理工作的實(shí)踐，敘述了在大跨度鋼結(jié)構(gòu)張弦梁施工中，監(jiān)理駐廠監(jiān)造，對構(gòu)件加工質(zhì)量、進(jìn)度進(jìn)行檢查、預(yù)控的過程。 

　　【關(guān)鍵詞】 大跨度鋼結(jié)構(gòu)；駐廠監(jiān)造；預(yù)控 

　　【中圖分類號】 TU716 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 B 【文章編號】 1727-5123（2012）06-073-02 

　　隨著人們對建筑物使用功能要求的不斷提高，以及社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)計(jì)和施工水平越來越高，大跨度的房屋建筑結(jié)構(gòu)也就越來越多。如體育館、車站候車室、大型會議展覽中心等大量使用鋼結(jié)構(gòu)。鋼材具有抗拉和抗壓強(qiáng)度都很高的特點(diǎn)，而且連接方便，在鋼結(jié)構(gòu)中豎向承重結(jié)構(gòu)的截面尺寸小，自重輕，不但減少基礎(chǔ)費(fèi)用，而且還有利于抗震，有效空間大。此外鋼結(jié)構(gòu)還便于工廠化生產(chǎn)，施工快捷。鋼結(jié)構(gòu)工程一般可分為工廠加工制作和現(xiàn)場安裝兩部分，以往對施工現(xiàn)場的吊裝安裝，監(jiān)理單位都很重視，相應(yīng)地投入較多的精力進(jìn)行控制和管理，而對工廠監(jiān)造卻不容易重視，致使鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量、進(jìn)度受到一定的影響。實(shí)踐證明，一個(gè)質(zhì)量優(yōu)良的鋼結(jié)構(gòu)工程與監(jiān)理人員在加工廠加工、制作方面的質(zhì)量管理是分不開的。 

　　1 工程概況 

　　南京國際博覽中心是國內(nèi)一流，國際先進(jìn)的集展覽、會議、酒店、酒店式公寓，餐飲，娛樂，辦公，旅游為一體的多功能綜合博覽設(shè)施。共A-F六個(gè)展廳，建筑物安全等級：屋面鋼結(jié)構(gòu)（張弦梁，跨度74m）為一級。展廳的屋面結(jié)構(gòu)主要為：74m大跨度張弦梁和大懸挑構(gòu)件組成，張弦梁和屋面梁為Ⅱ組合斷面，主截面為Ⅱ1200×400×24（20）×35（30），端部懸挑段截面為Ⅱ600×400×24（20）×35（30），最大懸挑距離22m。屋面聯(lián)系梁為焊接和成品H型鋼。屋面主檁條為成品H型鋼。鋼柱除2軸的A、J列為四管格構(gòu)柱外，其它均為雙管格構(gòu)柱，管徑基本為φ600×20，腹管φ351×12，柱頂設(shè)置聯(lián)系梁和柱間支撐為鋼管構(gòu)件。除檁條和支撐的材質(zhì)為Q235B外，其余均為Q345B。 

　　2 駐廠監(jiān)造 

　　為確保工廠鋼結(jié)構(gòu)加工、制作能正常、有序地進(jìn)行，確保工廠制作的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求并滿足施工現(xiàn)場安裝及進(jìn)度的要求。在鋼結(jié)構(gòu)加工制作階段，監(jiān)理人員進(jìn)駐工廠，對加工過程進(jìn)行動態(tài)管理，對鋼結(jié)構(gòu)工廠加工、制作實(shí)行全過程監(jiān)造。 

　　2.1 施工前準(zhǔn)備——監(jiān)理駐廠。鋼結(jié)構(gòu)施工承包單位與建設(shè)單位簽定的施工承包合同后，在構(gòu)件制作加工前，監(jiān)理人員駐廠對鋼結(jié)構(gòu)工廠化生產(chǎn)加工進(jìn)行監(jiān)造。首先對加工廠進(jìn)行監(jiān)造工作交底；其次，審查加工廠的質(zhì)量管理系統(tǒng)和質(zhì)量保證體系及運(yùn)行情況，審核機(jī)械設(shè)備及特殊工種上崗證；對首次使用的鋼種、焊接材料、接頭形式、坡口形式及工藝方法，進(jìn)行焊接工藝評定。再者，審查工廠的制作質(zhì)量控制方案，共同商定工程實(shí)際質(zhì)量檢查的內(nèi)容、質(zhì)量控制點(diǎn)、監(jiān)理驗(yàn)收的內(nèi)容及工程各類質(zhì)檢報(bào)告的內(nèi)容和形式。最后，制定車間巡檢制度，對加工的每道工序嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收；每周定期召開廠內(nèi)監(jiān)造例會，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)提出要求加工單位整改；每周及時(shí)向現(xiàn)場項(xiàng)目監(jiān)理部提交加工廠周報(bào)，以便項(xiàng)目部及時(shí)了解工廠加工情況。對一些非標(biāo)構(gòu)件，協(xié)助施工單位編制適合工程、滿足設(shè)計(jì)要求的驗(yàn)收資料。在每項(xiàng)工作開始之前，首先進(jìn)行樣板施工，在樣板施工中嚴(yán)格執(zhí)行既定的施工方案，在樣板施工過程中跟蹤檢查方案的執(zhí)行情況，考核其是否具有可操作性及針對性，對照成品質(zhì)量，總結(jié)既定施工方案的應(yīng)用效果，并根據(jù)實(shí)施情況、施工圖紙、實(shí)際條件（現(xiàn)場條件、操作隊(duì)伍的素質(zhì)、質(zhì)量目標(biāo)、工期進(jìn)度等），預(yù)見施工中將要發(fā)生的問題，完善施工方案。對首批加工的構(gòu)件，及時(shí)通知設(shè)計(jì)院、質(zhì)監(jiān)站、業(yè)主各代表到場進(jìn)行評定，評定合格后方允許批量加工生產(chǎn)。 

　　2.2 鋼結(jié)構(gòu)加工質(zhì)量控制。 

　　2.2.1 原材料控制。材料控制的難點(diǎn)體現(xiàn)在零部件的加工工序比較復(fù)雜，質(zhì)保資料經(jīng)過若干環(huán)節(jié)后，其可追溯性與真實(shí)性的控制。要求施工單位根據(jù)工程規(guī)模提供材料進(jìn)廠計(jì)劃，本工程建設(shè)時(shí)為國家鋼材緊俏時(shí)期，為了保證材料供應(yīng)要求加工廠根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)圖紙先提出備料清單，鎖定材料供應(yīng)資源，提前備料。在符合招標(biāo)文件要求的材料品牌內(nèi)采用生產(chǎn)規(guī)模大，質(zhì)保體系健全，商譽(yù)好的供應(yīng)商的材料。對進(jìn)廠原材料爐批號進(jìn)行登記檢查，要求加工廠明確記錄同一爐批號的材料的流向，一旦某一零件發(fā)現(xiàn)問題，可以追溯到材料來源。按照GB50205-2001的要求，對進(jìn)廠原材料（鋼板、焊材、油漆）進(jìn)行見證取樣送檢；并對材料的外觀（包括材料的長度、寬度與厚度）進(jìn)行檢查。鋼板長度與寬度（鋼管直徑）采用米尺（卡尺）進(jìn)行檢查，材料厚度采用游標(biāo)卡尺進(jìn)行檢驗(yàn)（尤其要注意材料的負(fù)公差是否超標(biāo)）。確保使用的材料符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。 

　　2.2.2 下料。鋼結(jié)構(gòu)加工廠對材料進(jìn)廠后，都會有技術(shù)部門根據(jù)進(jìn)廠材料的尺寸進(jìn)行電腦排版。而現(xiàn)場下料時(shí)應(yīng)考慮預(yù)留制作、安裝時(shí)的焊接收縮量；切割、刨邊和銑加工余量；安裝預(yù)留尺寸要求和構(gòu)件起拱下料的尺寸。更重要的是要注意批量生產(chǎn)的積累誤差。由于鋼結(jié)構(gòu)流水作業(yè)中，單個(gè)構(gòu)件的誤差是允許的，如長度大于3米的梁允許相鄰兩組端孔間距離為±3mm，如果偏差集中于一個(gè)方向最大值時(shí)，單個(gè)構(gòu)件的驗(yàn)收是符合規(guī)范要求的，但是當(dāng)構(gòu)件發(fā)到現(xiàn)場安裝時(shí)，對安裝精度就會帶來麻煩，甚至無法安裝。 

　　2.3 組立及焊接。每天對工廠加工區(qū)進(jìn)行巡視，焊前檢查焊縫的坡口形式、角度、間隙、鈍邊，焊接區(qū)清理情況，引熄弧板的設(shè)置，焊工上崗資質(zhì)，焊接預(yù)熱溫度及范圍，焊接材料的烘干及保管；現(xiàn)場核對焊接工藝，檢查是否按照焊接工藝評定進(jìn)行焊接。本工程的質(zhì)量控制有以下幾方面： 

　　2.3.1 控制構(gòu)件的起拱。本工程由于單跨跨度超過百米，自重導(dǎo)致得跨中撓度必須加以考慮。但預(yù)起拱的值、起拱的部位都需要經(jīng)過計(jì)算。起拱有兩種方法：桁架上下弦曲線起拱和折線起拱。曲線起拱弦桿內(nèi)部的應(yīng)力分布均勻，無突兀變化。而折線起拱，折點(diǎn)處有應(yīng)力集中現(xiàn)象，但是較輕微。由于折線起拱沒有弦桿彎曲這一工序，簡化了起拱工藝，對加快加工制作工期得到了保證。 　　2.3.2 雙H型鋼上弦的直線度控制。構(gòu)件處于工作狀態(tài)時(shí)，雙H型鋼上弦處于受壓狀態(tài)，如果是軸心受壓，應(yīng)當(dāng)是比較理想的。如果構(gòu)件的直線度不夠，勢必有平面外失穩(wěn)的趨勢。因此，雙H型鋼上弦直線度的控制顯的尤為重要。在組立過程中對每榀單個(gè)工字鋼的腹板中心線進(jìn)行標(biāo)示，雙工字鋼拼接的過程中始終參照每榀工字鋼的中心基準(zhǔn)線，減少累計(jì)誤差；裝配前，矯正零件變形，保證裝配公差符合工藝要求；使用裝配胎架，工裝夾具，隔板，撐桿；焊接過程中在同一構(gòu)件上，對稱施焊，熱量分散，預(yù)防應(yīng)力導(dǎo)致雙H型鋼的彎曲變形，保證構(gòu)件直線度。 

　　2.3.3 焊接過程中的焊接變形和應(yīng)力控制。由于焊接過程中，焊件受到局部不均勻的加熱和焊縫在結(jié)構(gòu)上的位置和焊縫截面的不對稱，以及施焊順序和施焊方向不合適，在焊縫區(qū)域會產(chǎn)生不同的焊接變形和內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致橫向收縮、縱向收縮、彎曲變形等，這種變形超過允許偏差值將影響結(jié)構(gòu)的使用。因此在焊接時(shí)，選用線能量較低的焊接方法；選用合理的裝配焊接順序和方向，使焊縫在焊接時(shí)處于自由收縮狀態(tài)；厚板焊接中在結(jié)構(gòu)適當(dāng)部位加熱伸長，使其帶動焊接部位伸長，焊接后加熱區(qū)與焊縫同時(shí)收縮，從而降低內(nèi)應(yīng)力。對鑄鋼件與結(jié)構(gòu)鋼的焊接，在焊接前進(jìn)行預(yù)熱，焊后進(jìn)行后熱，清除焊接應(yīng)力，防止焊縫產(chǎn)生裂縫等缺陷。最后，用錘擊法減小焊接殘余應(yīng)力。將焊接變形和應(yīng)力控制在范圍之內(nèi)。 

　　2.3.4 焊接完成后，對焊縫進(jìn)行驗(yàn)收。焊縫質(zhì)量檢查包含二項(xiàng)內(nèi)容：外觀檢查；內(nèi)部質(zhì)量無損檢測。外觀檢查的覆蓋率為100%；外觀檢查無明顯質(zhì)量缺陷，及時(shí)通知檢測單位對一級、二級焊縫進(jìn)行超聲波探傷。內(nèi)部質(zhì)量的無損檢測根據(jù)焊縫質(zhì)量等級及焊接規(guī)范的要求進(jìn)行。對于質(zhì)量等級為一級的焊縫，為B類Ⅱ級焊縫，進(jìn)行100%超聲波檢測；對于質(zhì)量等級為二級的焊縫，為B類Ⅲ級焊縫，超聲波探傷檢測的比例為20%，不是所有焊縫的20%，而是每條焊縫的20%，探傷位置隨機(jī)抽�。粚τ诤缚p質(zhì)量等級為三級的焊縫，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，要求其達(dá)到二級焊縫外觀質(zhì)量，換句話說，就是外觀是二級焊縫的要求，不進(jìn)行探傷。 

　　2.3.5 構(gòu)件完成后，為保證構(gòu)件質(zhì)量，在工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼裝，以避免發(fā)到現(xiàn)場由于偏差而影響安裝。 

　　2.4 除銹。在構(gòu)件完成焊接進(jìn)入涂裝前，對鋼材進(jìn)行表面除銹是確保漆膜防腐蝕效果和保護(hù)壽命的關(guān)鍵因素。一般采用拋丸或噴砂進(jìn)行除銹，本工程的除銹等級為Sa2.5。由于是雙H型鋼構(gòu)件，在進(jìn)入拋丸或噴砂機(jī)時(shí)，內(nèi)側(cè)除銹的效果不理想。為了保證除銹質(zhì)量，實(shí)行分段拋丸處理加局部手工動力工具除銹的方法，即先在單個(gè)工字鋼完成焊接后便進(jìn)行除銹處理，在組成雙H型鋼后再進(jìn)行手工動力工具除銹。除銹完成后及時(shí)用典型樣板照片比對除銹等級。在大量工程實(shí)踐中，涂層損壞大多由于鋼材表面處理質(zhì)量不過關(guān)，出現(xiàn)涂層脫落，返銹等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響使用壽命。 

　　2.5 涂裝。除銹達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后必須將構(gòu)件表面清掃或用壓縮空氣吹凈，進(jìn)行中間質(zhì)量檢查驗(yàn)收，合格后運(yùn)至涂漆區(qū)域涂刷油漆。鋼結(jié)構(gòu)涂裝一般選擇工廠地面涂裝為主、現(xiàn)場高空涂裝為輔。構(gòu)件吊裝前，除高空焊接口處留出焊縫影響區(qū)不涂刷外，其余均涂刷到設(shè)計(jì)要求，僅焊縫影響區(qū)和吊裝碰壞部分進(jìn)行高空修補(bǔ)，這樣不僅可以減少高空作業(yè)量，減小安全隱患，還有利于保證涂裝的工程質(zhì)量。涂裝施工質(zhì)量的控制工作是目前鋼結(jié)構(gòu)工程施工過程中較薄弱的環(huán)節(jié)。加強(qiáng)涂裝的控制主要有以下幾方面： 

　　2.5.1 涂裝環(huán)境的控制。涂裝環(huán)境溫度一般為5～38℃；空氣相對濕度≤85%；構(gòu)件表面溫度應(yīng)高于露點(diǎn)溫度3℃以上；環(huán)境溫度<5℃，或空氣相對濕度>85%時(shí)，應(yīng)停止施工。如果當(dāng)超過85%相對濕度時(shí)，而氣溫有所下降，或者被涂物表面溫度因某種原因比氣溫稍低，表面就可能結(jié)露。 

　　2.5.2 涂裝作業(yè)。在涂裝前，應(yīng)當(dāng)對高強(qiáng)螺栓摩擦面、現(xiàn)場焊縫等部位進(jìn)行貼紙保護(hù)。涂裝作業(yè)應(yīng)在拋丸除銹后盡快進(jìn)行，一般不應(yīng)超過4小時(shí)；噴槍不能覆蓋的部位應(yīng)用刷涂；噴涂角焊縫時(shí)，槍嘴不宜直對角部噴涂，應(yīng)讓扇形噴霧掠過角落，避免了涂料在角部堆積而產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象；表干后2小時(shí)內(nèi)，要防止雨水沖刷；施工時(shí)，使用濕膜測厚儀測定濕膜厚度，以保證干漆的厚度和涂層的均勻性。漆膜干透后，用干膜測厚儀測出厚度，但選擇測點(diǎn)要有代表性。（測厚儀應(yīng)有合格的標(biāo)定證書。） 

　　2.5.3 進(jìn)度控制。駐廠監(jiān)造的另一個(gè)主要工作就是對構(gòu)件生產(chǎn)加工的進(jìn)度控制，根據(jù)總體施工計(jì)劃，要求加工廠提交生產(chǎn)計(jì)劃，核對是否滿足現(xiàn)場安裝計(jì)劃及項(xiàng)目總進(jìn)度計(jì)劃的要求。將總進(jìn)度計(jì)劃分解成月、旬、周、日作業(yè)計(jì)劃，以做到以日保周、以周保月、以月保總體計(jì)劃的工期保證體系。及時(shí)對業(yè)主、項(xiàng)目現(xiàn)場的進(jìn)度要求、安排并作出及時(shí)調(diào)整，保證總進(jìn)度及節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，對工廠加工進(jìn)度實(shí)時(shí)動態(tài)控制。構(gòu)件不是單一的，只有配套生產(chǎn)、配套供應(yīng)，才能滿足安裝。如：3、4號展廳的鋼柱與柱間支撐、柱頂聯(lián)系梁配套供應(yīng)，張弦梁的分段配套供應(yīng)；屋面主次梁、支撐和檁條配套供應(yīng)，這樣才能滿足現(xiàn)場連續(xù)安裝。 

　　及時(shí)掌握加工廠的各種信息。如在本工程加工期內(nèi)該加工廠的生產(chǎn)量是否飽和，其他項(xiàng)目的生產(chǎn)計(jì)劃是否緊急。而本人在監(jiān)造過程就遇到因一出口項(xiàng)目工期較緊，如果不按期交貨，違約責(zé)任很大，該加工廠就對其他的項(xiàng)目進(jìn)行了暫停加工的決定。為保證本工程進(jìn)度，及時(shí)向業(yè)主及項(xiàng)目監(jiān)理部進(jìn)行匯報(bào)后，及時(shí)研究對策，采取措施。項(xiàng)目監(jiān)理部、業(yè)主與承包商及時(shí)進(jìn)行商談，加工廠重新調(diào)整加工計(jì)劃，避免了被動影響工期。 

　　3 結(jié)語 

　　鋼結(jié)構(gòu)工程的施工過程主要之一就是鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工的過程，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工質(zhì)量直接影響工程的安裝質(zhì)量。對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行駐廠監(jiān)造，從事后（構(gòu)件到現(xiàn)場）把關(guān)，轉(zhuǎn)向事前、事中（駐廠監(jiān)造）的質(zhì)量控制，堅(jiān)持“以防為主”，將監(jiān)理的服務(wù)工作向前延伸，為保證工程質(zhì)量打下良好的基礎(chǔ)。